天线测量是天线辅助设计与测试结果的重要工具。作为其中的一种方式,球面近场测量因为其对待测天线的形式没有特定的要求,所以是近场测试中最为合理有效的一种测量方法。球面近场测量是把天线的二维近场数据利用成熟的理论公式进行推导运算,最终获得天线的远场数据。本文依据球面波模式展开原理,对待测天线进行由近至远的变换。由于球面波模式展开公式适用于近场和远场,所以对同一个天线来说,近场到远场的变换中其公式本身的模系数不变。对待测天线在近场区进行球面数据采样,根据球面波模式展开公式反推出其球面波各个模系数。若测试探头采用理想探头,则不需要进行探头补偿,把推导出的各个模式系数直接代入到远区场的球面波模式展开公式中,从而直接算出该天线在远区场的球面波展开模式展开公式;当采用非理想探头时,则需要引入探头补偿的概念。为了测量精度且保证准确性,在实际测量中一般选用有较强方向性的测量探头来减少不必要的反射所带来的误差。在数学运算补偿时,可以把探头补偿的部分通过数学模型归算成一个微分算子。再通过微分算子得到有探头补偿时球面波展开公式中的模式系数。以该理论为基础编写了MATLAB程序。为了验证该程序的真实有效性,这里采用商业软件HFSS仿真分析了一个工作在S波段的标准增益喇叭,在近场区对其球面采样把二维数据带入MATLAB程序中换算出远场数据,并对比分析换算出的远场数据和HFSS仿真的远场数据;为了验证程序的广泛性与通用性,仿真了一个八元偶极子阵列天线,对比程序算出的远场和HFSS仿真得到的远场,两个模型的结果吻合良好,证明该程序正确有效,并对该系统造成的误差进行了仿真与分析。最后,本文对球面近场测试系统的构成部分一一进行简介。并对球面近场实际测试中需要注意的地方做了阐述,定性地分析了会产生误差的几种来源。